“大型儲能站分布在全國甚至全球各地,每個站都要駐點好幾個巡檢人員,而通過云網平臺,智光在全國的17個儲能站都能在平臺上‘一覽無余’。”在24日舉行的“數(shù)實融合新生態(tài)”2022南方智享會主題沙龍活動上,智光研究院首席信息官郭洋作《儲能系統(tǒng)的數(shù)字化路徑》主題分享。
儲能需要大量電堆,由成千上萬顆電芯組成。這會帶來兩大問題,一是安全問題,2021年底北京儲能電站發(fā)生自燃事故并造成人員傷亡。電堆是由電池串聯(lián)、并聯(lián)構成,由于電芯本體差異有不一致性,并聯(lián)時會導致電流不一致,成千上萬運行后差異會越來越大,最終形成“短板效應”,即某一顆電池一旦過充或過放就容易失控并引起自燃。
二是壽命問題。大量電池的并聯(lián)后,電池之間會形成環(huán)流,加大電池損耗,從而導致電池壽命下降,特別是儲能逐步往大容量方向發(fā)展,容量越大風險越高,系統(tǒng)越復雜,安全性和經濟性都面臨很大挑戰(zhàn)。
那么,就要盡早發(fā)現(xiàn)并處理特性差的電芯,對于整個儲能電站的安全及使用效率有積極的意義,同時,選用合適的方案,提升運行一致性從而提升經濟性、安全性。即便出現(xiàn)安全隱患也能提前預警,開展預防性維護。
“電芯單體質量的提升已不能完全解決儲能系統(tǒng)的安全性及經濟性問題。”郭洋說,一方面,通過級聯(lián)高壓技術解決方案,另一方面,就是數(shù)字化解決方案。
但數(shù)字化的難點并不小。一個標準10MWh儲能系統(tǒng),里面電池系統(tǒng)采用200Ah磷酸鐵鋰鋁殼電池,需要配置15625個。這么多電芯如果全面數(shù)字化,電壓、電流、溫度、絕緣、容量、SOC等等,一天產生的數(shù)據(jù)量可達15G條,如果是300到500MWh的儲能系統(tǒng),就更是海量數(shù)據(jù)。
數(shù)字化管理體系也要分層的,第一步,在本地實現(xiàn)基于安全管控的就地化數(shù)字管理,比如電池管理系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、EMS能量管理系統(tǒng)等等。基于運行優(yōu)化的數(shù)據(jù)管理,這一層體系強調的是云邊協(xié)同、就地邊緣計算來實時性和就地管控。
第二步,有了數(shù)字化體系以后,就要構建數(shù)字化技術平臺。智光構建了自己的綜合能源服務工業(yè)互聯(lián)網平臺,還對外接入了光伏、充電樁、中央空調、柴油發(fā)電機等等各種能源設備,目前已經在PaaS和SaaS構建了基于能源和電力的模型,在此基礎之上構建了不同的場景和不同的應用。
第三步,基于平臺建立能源和電力的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),包括從底向上的信息流,自頂向下的決策流,最后反饋到設備。邊緣層邊緣服務器可以實現(xiàn)就地海量數(shù)據(jù)的儲存,然后做數(shù)據(jù)的轉換和解析,讓數(shù)據(jù)上云。
郭洋介紹,目前智光構建了儲能的智慧云網,主要實現(xiàn)幾個目的,首先是儲能的安全永遠是擺在第一位的,可以對安全運行做管控。其次是設備管理。儲能投資額非常大,一個300MWh的儲能站投資要7到8億元,而且運行年限又比較長,基本長達10年,需要對全生命周期數(shù)字化管理,盡可能延長壽命。再次是運維管理。大型儲能站分布在全國甚至全球各地,以前采取人工巡檢,每個站都要駐點好幾個人,而通過云網平臺,智光在全國的17個儲能站,功率曲線、SOC曲線等等都能在平臺上“一覽無余”。
此外,利用深度學習方法,可以對電池的壽命進行分析,預測電池的剩余循環(huán)次數(shù)。用算法模型構建電池安全性評估和預警。
原標題:電池短路可能引發(fā)儲能站爆炸?數(shù)字化這么解